Классификация белков

Рациональной классификации белков пока не существует, т. к. еще не изучены структура моле­кул и функции многих белков.

Все белки как животные, так и растительные, разделяют на две большие группы: простые белки и сложные. Простые белки состоят только из ами­нокислот, связанных пептидными связями, слож­ные в своем составе, кроме белковой части, имеют еще небелковый компонент — простетическую группу.

Далее простые белки классифицируют по фи­зико-химическим свойствам: растворимости в раз­личных растворителях и величине молекулярной массы, а сложные — по природе простетической группы.

Простые белки

Глобулины растворяются в растворах нейтраль­ных солей (10% NаСl). Молекулярная масса их 100-300 тыс. Это главные белки семян бобовых и масличных культур. У бобовых на долю глобули­нов приходится 60-90% всех белков, у маслич­ных — 50-60%. Среди глобулинов известны легумин из семян гороха, фазеолин — фасоли, глици­нии — сои, эдестин — конопли и др.

Проламины — белки, растворимые в семидеся­ти процентном спирте. Название связано с тем, что при их гидролизе образуется много пролина и ам­миака. Проламины — это специфические белки зла­ков. Содержание их в зерне составляет 20-50%. Молекулярная масса проламинов 26-40 тыс. Сре­ди проламинов известны глиадин из семян пшени­цы и ржи, составляющий половину клейковины, гордеин — ячменя, зеин — кукурузы.

Глютелины растворяются в слабых щелочах (0,2%). Они содержатся в основном в семенах зла­ков, где их может быть 25-40% от общего содер­жания белков, а в рисе — 60-70%. Глютелины представляют собой смесь различных белков, из которой выделяют индивидуальные белки. Среди глютелинов известны: глютенин из семян пшени­цы, оризенин из семян риса и др. Глютенин со­ставляет половину белков клейковины.

Сложные белки

Липопротеины входят в состав клеточных мемб­ран. В качестве простетической группы они содер­жат различные жироподобные вещества. В живот­ных липопротеинах липидная часть представлена в основном фосфолипидами и холестерином. Рас­тительные липопротеины имеют более разнообраз­ные небелковые компоненты. Кроме фосфолипи-дов, в их состав входят гликолипиды, сульфолипиды, разнообразные стероиды и терпеноиды. Особым разнообразием липидных компонентов отли­чаются липопротеины мембран хлоропластов.

Гликопротеины имеют в своем составе углево­ды и их производные — глюкозу, маннозу, галак­тозу, глюкозамин, глюкуроновую кислоту и др. Сахар обычно связан с остатками серина, треони­на, оксипролина или аспарагиновой кислоты. При­мером гликопротеинов могут служить запасный белок бобовых — вицилин, ферменты — пероксидаза и глюкооксидаза, ядовитый белок рицин из семян клещевины. Рицин необратимо инактивирует рибосомы.

Хромопротеины — это белки, содержащие ок­рашенную простетическую группу. К ним относятся белки, связанные с хлорофиллом, каротиноидами, фитохромами, а также цитохромы, ферредоксин, пластоцианин. Хромопротеины участвуют в процессах фотосинтеза, дыхания, в различных окис­лительно-восстановительных реакциях.

Нуклеопротеины растений подобны таким же белкам животных. Они сходны по строению, свойствам и функциям.

Липиды

Липиды — это большая группа природных со­единений, разных по строению и функциям, но близких по физико-химическим свойствам. Их ха­рактерной особенностью является высокое содер­жание в молекулах гидрофобных радикалов и групп, что делает их нерастворимыми в воде. Од­нако липиды хорошо растворяются в различных органических растворителях: эфире, ацетоне, бен­зине, бензоле, хлороформе и др.

Липиды делят на 2 группы: жиры и жироподобные вещества, или липоиды.

Жиры

Растительные жиры, как правило, жидкие, и их называют маслами. Жиры выполняют запасную и энергетическую функции и в небольших количе­ствах содержатся во всех растительных клетках. Обычно в вегетативных органах жира гораздо мень­ше, чем в плодах и семенах. Так, в листьях, стеб­лях и корнях количество жира редко превышает 5% от сухой массы. В то же время плоды и семена некоторых растений отличаются высоким содер­жанием жира и используются для промышленно­го получения растительных масел.

Содержание жира в семенах и плодах некоторых культурных растений (в % на сухой вес)

Горох, фасоль 2

Кукуруза 5

Соя, лен, хлопчатник 20-30

Подсолнечник, горчица 30—50

Арахис, мак, маслины 40-50

Кунжут, клещевина 50-60

Кокосовая пальма 65

До 90% всех видов растений в качестве основно­го запасного вещества откладывают в семенах мас­ла, которые используются при их прорастании. От­ложение в запас жиров для растений энергетиче­ски «выгодно», т. к. при их распаде выделяется по­чти в 2 раза больше энергии, чем при распаде угле­водов или белков, а также образуется в 2 раза боль­ше воды, что особенно важно при прорастании се­мян в условиях недостаточного водоснабжения.

Растительные масла находят самое широкое применение. Их используют в пищу, в пищевой и парфюмерной промышленности, в медицине, в тех­нике в качестве смазочных масел и при изготовле­нии высококачественных лаков и красок.

Жиры представляют собой смесь сложных эфиров глицерина и высокомолекулярных жирных кис­лот. Их называют глицеридами. В жирах содержатся в основном триглицериды:

Растительные масла, полученные из семян, не яв­ляются чистыми триглицеридами, а всегда содер­жат некоторое количество примесей. На долю триглицеридов приходится 95-98%, остальное состав­ляют примеси: свободные жирные кислоты (1-2%), фосфолипиды (1-2%), стероиды (0,3-0,5%), а так­же каротиноиды, растворимые в жирах витами­ны, терпеноиды, фенольные соединения. Присут­ствие примесей повышает пищевую ценность рас­тительных масел. Многие из них оказывают ле­чебное действие. Желтоватый цвет растительных масел зависит от содержания в них каротиноидов. Конопляное и лавровое масла, в составе которых присутствует некоторое количество хлорофилла, имеют зеленоватую окраску.

Свойства жиров определяются составом жирных кислот, образующих эфирную связь с глицерином. Жирные кислоты, остатки которых входят в со­став триглицеридов, могут быть насыщенными, моно- и полиненасыщенными, содержать цикли­ческие и полярные группы. Они почти все имеют четное число углеродных атомов (С₆-С₂₂) и нераз­ветвленную цепь.

Важнейшие насыщенные жирные кислоты растительных масел:

Название Формула Где встречается

Капроновая С₆Н₁₂О₂ Кокосовое масло (до 1%)

Каприловая С₈Н₁₆О₂ Кокосовое масло (7%)

Каприновая С₁₀Н₂₀О₂ Масло пальм

Лауриновая С₁₂Н₂₄О₂ Масло лавра и пальм

Миристиновая С₁₄Н₂₈О₂ Масло тропических растений

Пальмитиновая С₁₆Н₃₂О₂ Широко распространена

Стеариновая С₁₈Н₃₆О₂ Широко распространена

Арахиновая С₂₀Н₄₀О₂ Масло арахиса и др.

Бегеновая С₂₂Н₄₄О₂ Масло арахиса, рапса и др.

Важнейшие ненасыщенные жирные кислоты растительных масел:

Название	Строение
Олеиновая С18 Н34 02	СН3(СН2)7СН=СН(СН2)7СООН
Линолевая С18 Н32 02	СН3(СН2)4СН=СНСН2СН=СН(СН2)7СООН
Линоленовая С 18 Н 30 0 2	СН3СН2СН=СНСН2СН=СНСН2СН=СН(СН2)7СООН

В растительных маслах ненасыщенных жирных кислот гораздо больше, чем насыщенных, что оп­ределяет их жидкую консистенцию. Ученые рас­считали, что олеиновая и линолевая кислоты со­ставляют более 60% всех жирных кислот расти­тельных масел.

Линолевая и линоленовая кислоты не могут син­тезироваться животным организмом. Они относят­ся к незаменимым жирным кислотам и должны ежедневно поступать в организм с пищей.

Свойства жира характеризуются рядом физико-химических констант. Мы рассмотрим три констан­ты, которые важны для определения качества растительных масел: температуру плавления, кислот­ное число и йодное число.

Поскольку растительные масла в основном жид­кие, то температура плавления имеет значение лишь для немногих твердых масел. Твердыми при комнатной температуре являются масло какао, кокосовое, пальмовое и лавровое масла. Эти масла в своем составе содержат много насыщенных жирных кислот.

Масло какао получают из семян, которые со­держат 45-55% жира. После его удаления остает­ся какао-порошок, используемый для приготовле­ния известного напитка и в кондитерской промыш­ленности. Масло какао имеет желтоватый цвет и приятный запах, температура его плавления 30-34°С. В составе его триглицеридов найдены лаури-новая, пальмитиновая, стеариновая, арахиновая и олеиновая кислоты. Это масло применяется в кон­дитерской и парфюмерной промышленности.

Из мякоти кокосовых орехов — копры получа­ют кокосовое масло. В копре его содержится до 60-65%. Температура его плавления 23-28°С. При комнатной температуре оно мягче сливочного мас­ла, имеет приятный запах и вкус. В составе три­глицеридов оно имеет в основном лауриновую, миристиновую кислоты, а также 2-3% капроновой, каприловой и каприновой. Кокосовое масло исполь­зуется в пищевой, парфюмерной, мыловаренной промышленности, при изготовлении мазей. Мыло, изготовленное на кокосовом масле, — единствен­ное, пенящееся в соленой морской воде.

Масличная пальма содержит масло в семенах и плодах. Это масло является твердым при ком­натной температуре. Масло плодов несъедобно и используется в качестве смазочного и для произ­водства свечей и мыла. В семенах содержится съедобное масло. Его используют в пищу и для приго­товления мазей.

Лавровое масло, которое получают из семян лав­ра благородного, только условно можно назвать твердым: у него мазеобразная консистенция. Это масло имеет зеленоватый цвет из-за содержащего­ся в нем хлорофилла и своеобразный запах, кото­рый зависит от присутствия эфирного масла.

При длительном хранении жиры и содержащие их продукты портятся — прогоркают, приобретая неприятный вкус и запах. Причиной прогоркания может быть действие кислорода воздуха, микроор­ганизмов и ферментов (липазы и липооксидазы).

Наиболее распространенным является прогоркание под действием кислорода воздуха. При этом кислород окисляет ненасыщенные жирные кисло­ты по месту двойной связи с образованием переки­си или углеродный атом, соседний с двойной свя­зью, с образованием гидроперекиси.